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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Pompa dell'acqua automatica. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Casa, casa, hobby La nostra rivista ha già pubblicato descrizioni di vari dispositivi che consentono di automatizzare il funzionamento di una pompa quando si pompa acqua da uno scantinato o si pompa da un pozzo in un serbatoio. Tuttavia, tutti hanno permesso di controllare il livello dell'acqua in un solo punto: nella sua fonte o in un serbatoio per il suo stoccaggio. L'autore dell'articolo portato all'attenzione dei lettori racconta come realizzare un automa che controlli contemporaneamente i livelli in due punti. Con un flusso d'acqua limitato nel pozzo, è auspicabile automatizzare il funzionamento della pompa in modo tale da poter essere utilizzata per pompare la massima quantità possibile di acqua, senza ovviamente traboccare il serbatoio. Lo schema della macchina che fornisce la modalità di funzionamento necessaria della pompa è mostrato in fig. 1.
Quattro sensori di livello calati nell'acqua sono collegati ai contatti 1-5. I sensori collegati ai pin 1 e 2 sono installati rispettivamente 10 e 100 mm sotto il bordo superiore del serbatoio di raccolta. Allo stesso modo, i sensori collegati ai pin 4 e 3 si trovano sul fondo del pozzo: il primo a circa 50 mm e il secondo a 150 mm sopra il livello dei fori di aspirazione della pompa a vibrazione o della valvola centrifuga. Il contatto 5 è collegato al corpo del serbatoio ricevente e ad un tubo metallico attraverso il quale l'acqua viene pompata fuori dal pozzo. Se i sensori sono a secco, attraverso le resistenze R1-R8, i corrispondenti ingressi del microcircuito DD1 vengono alimentati con tensione di alimentazione +9 V, ma non appena vengono immersi nell'acqua, la tensione agli ingressi del microcircuito dovuta a la conduttività dell'acqua si avvicina allo zero. Considera il funzionamento della macchina dal momento in cui è collegata alla rete. Supponiamo che ci sia abbastanza acqua nel pozzo e che il serbatoio di ricezione sia vuoto. In questo caso, agli ingressi 1 e 2 dell'elemento DD1.1 è presente un livello logico alto, e agli ingressi 3 e 4 dell'elemento DD1.2 - basso. Questi elementi sono le valvole di maggioranza [1], il cui segnale di uscita corrisponde alla maggior parte dell'ingresso. Pertanto, l'uscita dell'elemento DD1.1 sarà alta, l'uscita di DD1.2 sarà bassa. I due ingressi dell'elemento DD2.1 sono alti, quindi la sua uscita è bassa e l'uscita di DD2.3 è alta. Questo livello apre il transistor VT1, che accende l'accoppiatore ottico trinistor U1, che collega l'anodo e l'elettrodo di controllo del triac VS1 tra loro attraverso il resistore R13. Il triac si accende e fornisce tensione al motore della pompa M1. Poiché l'autore ha utilizzato un motore trifase, la tensione viene applicata a una delle sue uscite attraverso un condensatore di sfasamento C8. Quando la macchina è collegata alla rete, il condensatore C5 si scarica. Il livello logico basso presente all'uscita dell'elemento DD2.1 viene trasmesso attraverso il condensatore C5 all'ingresso dell'elemento DD2.4, e alla sua uscita compare un livello logico alto, aprendo il transistore VT2. Successivamente, l'accoppiatore ottico U2 viene acceso e il triac VS2 collega il condensatore di avviamento C8 in parallelo con il condensatore C9, che garantisce un rapido avvio del motore M1. La tensione sulla piastra inferiore del condensatore C5 secondo lo schema aumenta a causa della corrente che scorre attraverso il resistore R10. Dopo circa 3 secondi salirà alla soglia di commutazione dell'elemento DD2.4, alla sua uscita apparirà un livello logico basso e il condensatore di avviamento C9 si spegnerà. Il tempo di salita della tensione sul condensatore C5 è scelto con un ampio margine, che garantisce l'avviamento del motore. Allo stesso tempo, non è sufficiente surriscaldarlo. Ci sono due opzioni per il funzionamento del dispositivo. Supponiamo che ci sia abbastanza acqua nel pozzo per riempire il serbatoio ricevente. Quindi, qualche tempo dopo l'avvio, l'acqua si avvicinerà al sensore collegato al pin 2, apparirà un livello basso all'ingresso 2 dell'elemento DD1.1. L'uscita di questo elemento, tuttavia, non cambierà, poiché i suoi ingressi 13 e 1 sono alti. Quando il serbatoio è pieno, apparirà un livello basso all'ingresso 1 dell'elemento DD1.1. Ora, poiché i due ingressi di questo elemento sono bassi, alla sua uscita comparirà lo stesso segnale, per cui il motore M1 si fermerà. Quando l'acqua viene prelevata dal serbatoio, un livello alto apparirà prima all'ingresso 1 dell'elemento DD1.1. Tuttavia, questo non cambierà il suo stato, poiché i suoi ingressi 13 e 2 sono bassi. Solo quando il livello dell'acqua sarà al di sotto del sensore collegato al pin 2, i due ingressi di questo elemento saranno alti e il motore della pompa si riaccenderà. Pertanto, l'elemento DD1.1 svolge le funzioni di un trigger, che viene impostato su uno stato singolo quando viene applicato un livello alto ai suoi due ingressi e su uno stato zero quando viene loro applicato un livello basso [2]. L'isteresi del livello dell'acqua evita che il motore si avvii troppo spesso. Allo stesso modo, la macchina controlla il funzionamento della pompa nel caso in cui l'acqua nel pozzo non sia sufficiente per riempire il serbatoio. Si spegne quando il livello dell'acqua è al di sotto del sensore collegato al pin 4 e si accende quando l'acqua sale al di sopra del sensore collegato al pin 3. I resistori R5-R8 e i condensatori C1-C4 proteggono gli ingressi del chip DD1 dall'elettricità statica e dal rumore indotto nei cavi e nei sensori. Il resistore R9 limita la corrente di uscita dell'elemento DD2.2 durante la ricarica del condensatore C5. I resistori R11 e R12 impostano la corrente attraverso i LED degli optoaccoppiatori U1 e U2, e R13 e R14 limitano la corrente attraverso i loro dinistor e gli elettrodi di controllo dei triac VS1 e VS2 al momento dell'accensione. Il resistore R16 assicura la scarica del condensatore C9 dopo che è stato scollegato dal condensatore C8 e R15 limita la corrente attraverso il triac VS2 nel momento in cui viene riacceso quando il condensatore C9 non è completamente scaricato. Il dispositivo utilizza un'alimentazione non stabilizzata, poiché i microcircuiti della serie K561 utilizzati rimangono operativi quando la tensione di alimentazione cambia da 3 a 15 V. Quando nella pompa è installato un motore monofase, che non richiede il collegamento di un condensatore aggiuntivo al momento dell'avvio, così come nel caso di una pompa a vibrazione, tutti gli elementi, dalla resistenza R9 alla resistenza R16 , può essere escluso. È solo necessario collegare gli ingressi dell'elemento inutilizzato DD2.4 a un filo comune o pin 14 di questo microcircuito. Il dispositivo è assemblato sotto forma di una libreria e coperto da un cappuccio ricavato da una tanica in polietilene per olio per autoveicoli. I condensatori C6 e C8 sono installati sulla scheda inferiore, realizzati in textolite di 9 mm di spessore, il resistore R16 è saldato ai terminali di quest'ultimo. Il pannello superiore è stampato con dimensioni 80x180 mm realizzato in fibra di vetro spessore 1,5 mm. Contiene tutte le altre parti della macchina. Un disegno di un frammento della tavola è mostrato in fig. 2.
La scheda è progettata per l'installazione di resistori MLT di potenza adeguata, condensatori KM-6 (C1-C4, C6), K50-16 (C5) e K50-35 (C7). K7-50 o K6-50 possono anche essere usati come C16, ma poi quando si fabbrica un circuito stampato, si dovrebbe tenere conto del fatto che la distanza tra i loro terminali è di 7,5 mm. Invece dei transistor KT315G, è possibile installare qualsiasi transistor della struttura npn di bassa o media potenza con un coefficiente di trasferimento di corrente di base di almeno 40 (con una corrente di collettore di 30 ... 50 mA). Il microcircuito K561LP13 può essere sostituito dal K561IK1 [3], a condizione che i suoi ingressi di controllo (pin 7 e 9) siano collegati a un filo comune. Invece dei ponti a diodi, è possibile utilizzare qualsiasi diodo con una corrente di esercizio di almeno 100 mA, i diodi con una tensione di esercizio di almeno 1 V sono adatti per sostituire VD2 e VD300. Gli optoaccoppiatori Trinistor della serie AOU103 possono avere indici di lettere B e C e triac KU208 - B e G. Il trasformatore di potenza T1 è TPP220, tutti i suoi avvolgimenti secondari sono collegati in serie. È consentito installare qualsiasi trasformatore che fornisca una tensione di 7 ... 9 V sull'avvolgimento secondario a una corrente fino a 100 mA, ad esempio un trasformatore da qualsiasi adattatore. A proposito, puoi prendere un condensatore dall'adattatore per sostituire C7 e diodi per sostituire il ponte VD3. Resistore R15 - filo vetrificato, con una resistenza di 20 ... 33 ohm. La capacità dei condensatori C8 e C9 è indicata per il caso di utilizzo di un motore AOL22-43F con una potenza di 400 W, i cui avvolgimenti sono collegati a triangolo. Quando si utilizza un motore di potenza diversa, la loro capacità deve essere modificata proporzionalmente. Condensatori C8 e C9 - carta metallica MBGO, MBGT, MBGP per una tensione di almeno 400 V o MBGCH, K42-19 per 250 V. I sensori sono spirali piatte del diametro esterno di circa 25 mm, strettamente attorcigliate dalle estremità nude di un filo per illuminazione in rame o alluminio in doppio isolamento con sezione 2x1,5 o 2x2,5 mm2. Sulla fig. 3 mostra una possibile variante della loro installazione. Qui: 1 - un tubo attraverso il quale l'acqua viene pompata fuori dal pozzo; 2 - pompa a vibrazione o valvola della pompa centrifuga; 3 - sensori a spirale; 4 fili isolati.
Per ridurre la derivazione dei sensori, la lunghezza dei cavi e l'isolamento dal punto della loro separazione ai sensori deve essere di almeno 200 mm. Se il flusso d'acqua nel pozzo è sufficientemente grande, la distanza tra i sensori può essere notevolmente aumentata, il che ridurrà la frequenza di accensione della pompa. Letteratura
Autore: S. Biryukov, Mosca
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